架构

实体关系

Pigsty 的 PGSQL 模块中有四种核心实体类型：

• 集群：一个自治的 PostgreSQL 业务单元，其他实体的顶层命名空间
• 服务：集群能力的抽象，流量路由，通过不同的节点端口暴露服务
• 实例：一个 PostgreSQL 服务器，由单个节点上的一组运行进程和文件组成
• 节点：硬件资源的抽象，可以是裸机、虚拟机或 k8s pod

架构

以下是在 配置清单 中描述的 PostgreSQL 集群 pg-test：

pg-test:
  hosts:
    10.10.10.11: { pg_seq: 1, pg_role: primary }
    10.10.10.12: { pg_seq: 2, pg_role: replica }
    10.10.10.13: { pg_seq: 3, pg_role: replica }
  vars:
    pg_cluster: pg-test

它定义了一个如上所示的 高可用 PostgreSQL 集群，该集群中的相关实体包括：

• 1 个 PostgreSQL 集群：pg-test
• 2 个实例角色：primary 和 replica
• 3 个 PostgreSQL 实例：pg-test-1、pg-test-2、pg-test-3
• 3 个节点：10.10.10.11、10.10.10.12、10.10.10.13
• 4 个 PostgreSQL 服务，默认自动生成：
  • pg-test-primary：读写服务（路由到主库 pgbouncer）
  • pg-test-replica：只读服务（路由到从库 pgbouncer）
  • pg-test-default：直连读写服务（路由到主库 postgres）
  • pg-test-offline：离线读取服务（路由到专用 postgres）

高可用描述

PostgreSQL 集群由 Patroni 管理， 这是一个经过实战验证的 PostgreSQL 高可用解决方案。 它将在多个节点上设置 PostgreSQL 复制，并在主节点宕机时执行自动故障转移。

备份由 pgBackRest 处理，这是一个强大的 PostgreSQL 备份工具， 支持增量备份/恢复、压缩、加密，备份到本地磁盘或 S3 / MinIO。

pgbouncer 是一个轻量级连接池，可以在高并发情况下提高性能。 它与 Postgres 服务器 1:1 部署，默认被主库/从库服务使用。

服务 由 HAProxy 暴露，这是一个高性能的 TCP/HTTP 负载均衡器，它是 NODE 模块的一部分。 4 个 默认服务 以幂等的方式在所有集群节点上自动暴露。

应用程序可以访问任何 haproxy 来访问 Postgres 集群，流量将根据 patroni 健康检查端点路由到正确的实例。 因此故障转移对应用程序是透明的。

patroni 需要您的部署中有一个正常工作的 ETCD，pgbackrest 可以使用可选的 MinIO 作为集中备份存储； 监控导出器将收集指标和日志到 Infra 模块。

组件

PGSQL 节点 由以下组件组成（部分可以禁用）：

交互

同时，基础设施节点 由以下与 PGSQL 交互的组件组成：

• 集群 DNS 由基础设施节点上的 DNSMASQ 解析
• 集群 VIP 由 vip-manager 管理，绑定到集群主库
  • vip-manager 将直接从 etcd 集群获取由 patroni 写入的集群领导者信息
• 集群服务由节点上的 Haproxy 暴露，服务通过节点端口（543x）区分
  • Haproxy 端口 9101：监控指标、统计信息和管理页面
  • Haproxy 端口 5433：路由到主库 pgbouncer 的默认服务：primary
  • Haproxy 端口 5434：路由到从库 pgbouncer 的默认服务：replica
  • Haproxy 端口 5436：路由到主库 postgres 的默认服务：default
  • Haproxy 端口 5438：路由到离线 postgres 的默认服务：offline
  • HAProxy 将根据 patroni 提供的健康检查信息路由流量
• Pgbouncer 是监听端口 6432 的连接池
  • 通过本地 unix socket 与 Postgres 服务器 1:1 部署
  • 生产流量（主库/从库）默认通过 pgbouncer
  • 通过将 pg_default_service_dest 设置为 postgres 来绕过 primary/replica 服务的 pgbouncer
  • 默认/离线服务将始终绕过 pgbouncer 并直接连接到目标 Postgres
• Postgres 在端口 5432 提供关系数据库服务
  • 在多个节点上安装 PGSQL 模块将自动基于复制形成高可用集群
  • PostgreSQL 默认由 patroni 监督
• Patroni 将默认在端口 8008 监督 PostgreSQL 服务器
  • Patroni 将 postgres 服务器作为子进程生成
  • Patroni 使用 etcd 作为 DCS：配置存储、故障检测和领导者选举
  • Patroni 将通过健康检查提供 Postgres 信息，由 HAProxy 使用
  • Patroni 指标将被基础设施节点上的 prometheus 抓取
• PG Exporter 将在端口 9630 暴露 postgres 指标
• Pgbouncer Exporter 将在端口 9631 暴露 pgbouncer 指标
  • Pgbouncer 的指标将被基础设施节点上的 prometheus 抓取
• pgBackRest 默认在本地仓库上工作（pgbackrest_method）
  • 如果使用 local（默认）作为备份仓库，主库的 pg_fs_backup 用作本地备份仓库
  • 如果使用 minio，pgBackRest 将在专用 MinIO 集群上创建仓库
• Postgres 相关日志（postgres、pgbouncer、patroni、pgbackrest）由 promtail 在端口 9080 暴露
  • Promtail 将日志发送到基础设施节点上的 Loki

完整实体关系图

一个 Pigsty 部署对应一个 配置清单 文件和一个 基础设施。 一个 Pigsty 部署中可能有多个数据库集群。

一个集群/实例可能有多个数据库，数据库包含表和其他对象（查询、索引、函数、序列...）。